JPS61200518A - 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ - Google Patents

光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ

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JPS61200518A
JPS61200518A JP4053285A JP4053285A JPS61200518A JP S61200518 A JPS61200518 A JP S61200518A JP 4053285 A JP4053285 A JP 4053285A JP 4053285 A JP4053285 A JP 4053285A JP S61200518 A JPS61200518 A JP S61200518A
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JP
Japan
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lens
curvature
aspherical
light source
optical axis
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JP4053285A
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Norikazu Arai
則一 荒井
Nobuyoshi Mori
伸芳 森
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光情報記録媒体の記録光学系、再生光学系あ
るいはその双方を兼ねた光学系KINいて光源光を微小
なスポットに結像させるために最適に用いられる光情報
記録媒体の記録再生用対物しンズに関する。
〔従来の技術〕
光源光として半導体レーザーを使用する場合、光情報記
録媒体の再生光学系に用いられる対物レンズは開口数(
NA )が、コンパクトディスク、では0.45〜0.
47.ビデオディスクでは0,5〜0.53といった大
口径で、しかも回折限界性能を有する必要がある。一方
、記録用光学系やD RAW用光学系、光磁気記録光学
系ではNAo、5〜O26が必要とされている。
近年レンズの屈折面を非球面化して単レンズで軸上性能
を回折限界性能以内に補正したものが数多く提案され一
部コンパクトディスク再生用対物レンズとしてNAo、
45で十分広い視野を持ったものが実用化されている。
(MICRO0PTIC8NEWSVol 3 tJn
 I P 20 )しかしNAが0.6程度の大口径と
なると実用上計分な視野を確保するためには正弦条件、
非点収差が良好に補正することが必須となる。大口径単
レンズの球面収差・正弦条件を良好に補正するには周矧
のとおり両面を非球面化する必要がある。
特開昭50−156945号公報、特開昭57−765
12号公報、特開昭57−201210号公報、特開昭
58−68711−W公報、特開昭59−26714号
公報、特開昭59−23313号公報に、どいて、元デ
ィスク再生用対物レンズとして提案された両面非球面本
レンズの記載がある。
これらの多くはNAが0.45〜0.5であり、球面収
差・正弦条件は良好であるものの非点収差がアンダーで
あり、そのままではさらに大口径化したとき実用上十分
な視野を確保することができない。
特開昭50−156945号公報には視野を確保する手
段についての記載があり、第1実施例に、はNAカ0.
6といった大口径ではあるが、ここでのべられている視
野を確保する手段に従5と、レンズ全長が長(、しかも
物体側の面の曲率が正で大きいため、バックフォーカス
が短(なってしまい光情報記録媒体の記録再生用光学系
として使用するためには必要な作動距離を確保するため
に焦点距離を長くする必要があり、光学系を軽量・小型
にすることかできない。
また特開昭57−76512号公報に言己載のレンズは
非点収差は良好であるが球面収差・正弦条件に高次収差
力′−発生して(・るとし−りた問題力tあった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は凰レンズの両面を非球面イヒすることにより正
弦条件・球面収差を良好に翁1圧するだけでなく、非点
収差もあわせて良好に補正し、大口径にもかかわらず視
野の広−・光情報記録媒体の1己録再生用対物レンズを
得ようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記目的を達成しようとするもので、本発明は
物体側に強(・曲率を有する面を向けた両凸レンズであ
りて、物体側の面および像1輝1の面の両方が非球面で
あり下記の条件 (110,35< −< 0.7 f +2)    0.50(Tπ、(1・0+31  0
.05 <△1−〜<0.25ただし f: レンズの焦点距離 n: レンズの屈折率 r、−物体側の面の頂点曲率半径 r2:  像側の面の頂点曲率半径 d: レンズの軸上厚 NA:  開口数 Δ、: 光源側の面の有効径最周辺(上記のNAの周縁
光線が入射する光源側の面上の位置)における非球面と
」μ点曲率半径r、を有する基準球面との光軸方向の差
で、光軸から遠ざかるほど該非球面が光源側へ変位して
いる場合を正とする。
Δ、: 像側の面の有効径最周辺に゛おける非球面と頂
点曲率半径r2を有する基準球面との光軸方向の差で、
光軸から遠ざかる程該非球面か光源側へ変位している場
合を正とする。
を満足することを%徴とした光情報記録媒体の記録再生
用対物レンズを提供するものである。
〔作 用〕
条件(1)は光源側の簡の頂点曲率半径rlの条件に関
するものである。この発明のレンズでは、両面を非球面
としているので、球面収差・正弦条件を良好に補正する
ための必要条件は満たしているといえる。しかしr、を
最適に選ばないと、高次のコマ収差が発生するため、こ
れを非球面で良好に補正するには特に大口径レンズの場
合は困難となる。
条件(1)の上限を超えて大となると外方性のコマ収差
が大きく発生し、下限を超えて小となると内方性のコマ
収差か大きく発生する。非球面化により、これらのコマ
収差を補正しようとしても正弦条件の凹凸が大きくなり
広い視野を得ることができなくなる。
条件(2)は非点収差の補正の条件である。上限を超え
て大となると非点収差がオーバーとなり下限を超えて小
となると非点収差がアンダーとなりいずれの場合も視野
を広くすることができない。
条件(3)は球面収差を良好に補正するための非球面量
に関する条件である。収差論から明らかなように、3次
の球面収差は波面収差で考えると開口の4乗に比例する
。このため非球面量は開口数の4乗で正規化する必要が
ある。また、レンズの屈折率が高い程、球面収差補正の
ための非球面量は小さくてすむ。実際には、光源側の面
と像側の面の周縁光線に対する非球面量△5、△2を1
/(n−1戸、(NA )4、fで正規化した敗をΔ2
、Δ2とすれば、Δ1が正で大なほど、△、が負で小な
ほど球面収差をオーバーにする効果が大となるので、球
面収差を補正するにはΔ、−Δ、はある範囲内にあるこ
とが必要である。
条件(3)はこの範囲を規定するもので、上限をこえる
と球面収差が補正過剰となり、下限をこえると球面収差
が補正不足となる。
さらに正弦条件の補正に関し条件(4)を満足すること
が望ましい。
一旬〈ぶバ< −214) この範囲を満足しないと正弦条件の凹凸が大となり、視
野を広くすることが不可能となる。
(実施例) 以下この発明の対物レンズの実施例を示す。
表中の記号は前述の他、 r、二  光源側からW、1−III目のレンズ面の頂
点曲率半径 d、:  光源側から第1番目のレンズ面間隔n、: 
 光源側から第1番目のレンズ材料の屈折率ν、二 光
源側から第1番目のレンズ材料のd線に対するアツベ数 また非球面形状は面の頂点を原点とし、光軸方向をX軸
とした直交座標糸に謁いて、頂点曲率をC1円錐定数を
に、非球面係数なAi*Ptを非球面のべぎ数(Pi>
 2.0 )とするときφ= 5「;F (C=l/r
) で表わされる。
なお、表中にはカバーガラスGの値も示しである。
Hl、H7はそれぞれ光源側の面、像側の面に1′ける
周縁光線の高さである。
非球面量Δ2、Δ2は、非球面形状を上記のように表わ
した場合には、 Δj =Xsp、j −XAg、j  (j = 1 
+ 2 )但し Kj :j面の円錐定数 Ail’ : j面の非球面係数 p、fj):j面の非球面のべき数 である。
以至余白 実施例1 f = 1.ONA O,45m =04      
 o。
非球面係数・べき数 H,= 0.450      H,= 0.324Δ
、−Δ、 = 0.075   Δ1/Δ、 = −3
,53実施例2 f ” 1.0     NA 0.45     m
=04    o。
非球面係数・べき数 H,= 0.450     8.= 0.278Δ、
 −tq = 0.070   ΔI/Δ、 = −3
,56実施例3 f=Lo       NAo、45      m=
0非球面係数・べぎ数 Ht = 0.450       Hz = 0.2
38Δ1−Δt = 0.069    Δ1/Δ、 
= −5,48実施例4 f= 1.ONA O,6m=0 4       o。
非球面係数・べき数 H,= 0.602       Ht = 0.47
1Δ、−Δ、=0.179    富/Δ、=−6,3
2実施例5 f=1.Q      NAo、6      m=0
4       o。
非球面係数・べき数 Hi =0.602      Ht =0.391ぶ
一富= 0.092    Δ、/Δ鵞=−6.35実
施例6 f=1.ONA  O,ei          m=
0rt     d、     n番 +   1.15621 1.3476  1.911
80  27.92 −1.91568 0.2721 3   頭   0.2667  1.55000  
30.04        o。
非球面係数・べき敬 A6= −3,06251D−01P6= 14.00
00Δ1−Δ、 = 0.094     △、/Δ、
=−9,41〔発明の効果〕 本発明のレンズは第1図に見るように極めて簡扁 単な構成であるにもかかわらず、第2図ないし第7図に
各実施例の収差図を示す通り、諸収差とも良好に補正さ
れている。
第8図、第9図は、それぞれ本発明の実施例1ないし3
、実施例4ないし6を、焦点距離4.5mとして実施し
た場合の像高と波面収差の実効値の関係を示したもので
、■ないし■はそれぞれ実施例工ないし6の関係カーブ
である。
波面収差の実効値が波長なλとして0.07λ(マレシ
ャルの許容値)以内である最大像高はNAo、45のと
き0.19以上、NA O,6のとぎ0.11以上あり
光情報媒体の記録再生用対物レンズとしてト分広い視野
を有することがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の対物レンズの1実施例の断面図、@2
図ないし第7図はそれぞれ本発明め第1実施例ないし第
6実施例の諸収差図である。 ′W、8図、第9図は各実施例を焦点距離4.5龍とし
て実施した場合の1#!高と波面収差の実効値との関係
を示す。 出願人  小西六写真工業株式会社 (りCfh 11・11) 1瀘i6b 収t、L 9畜、(と44←      
 」ト、昂、、収(L(裳託1!/・32) 工袈面 収先       工η艮泉イキ      
  xr、a、収先第3図 (虻徳竹・13) (実能砕14) 第5図 (裳恍例5) 第6図 (震うt旨しイ今・16) 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 物体側に強い曲率を有する面を向けた両凸レンズであつ
    て、物体側の面および像側の面の両方が非球面であり下
    記の条件 (1)0.35<r_1/nf<0.7 (2)0.50<d/|r_2|<1.0 (3)0.05<■−■<0.25 ■=(n−1)^3Δ_1/(NA)^4f■=(n−
    1)^3Δ_2/(NA)^4fただし f:レンズの焦点距離 n:レンズの屈折率 r_1:物体側の面の頂点曲率半径 r_2:像側の面の頂点曲率半径 d:レンズの軸上厚 NA:開口数 Δ_1:光源側の面の有効径最周辺(上記NAの周縁光
    線が入射する光源側の面上の位置)に おける非球面と頂点曲率半径r_1を有する基準球面と
    の光軸方向の差で、光軸から遠ざ かるほど該非球面が光源側へ変位している 場合を正とする。 Δ_2:像側の面の有効径最周辺における非球面と頂点
    曲率半径r_2を有する基準球面との光軸方向の差で、
    光軸から遠ざかる程該非球面 が光源側へ変位している場合を正とする。 を満足することを特徴とした光情報記録媒体の記録再生
    用対物レンズ。
JP4053285A 1985-02-28 1985-02-28 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ Granted JPS61200518A (ja)

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JPH0453285B2 JPH0453285B2 (ja) 1992-08-26

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2009163870A (ja) * 1999-09-01 2009-07-23 Konica Minolta Holdings Inc 対物レンズ及び光ピックアップ装置

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